Fungsi Solenoid Valve

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Kemajuan teknologi dewasa ini membuat indusri-industri modern berupaya

untuk meningkatkan kualitas, kuantitas dan efektivitas produk-produk yang mereka

hasilkan. Oleh karena itu industri-industri modern tersebut memerlukan

pengotomatisasian secara kontinyu dan sistem yang banyak digunakan pada saat

sekarang ini adalah pneumatik. Hal ini dikarenakan pneumatik mempunyai beberapa

keuntungan yang tidak dipunyai oleh sistem lain. Walaupun dewasa ini dunia industri

didalam pencapaian efisiensi yang tinggi, menggabungkan sistem pneumatik dengan

sistem elektrik, elektronik, hidrolik, dan mekanik.

Pada industri-industri yang bergerak di bidang yang ada kaitannya dengan

pengisian cairan dalam suatu tempat atau wadah ( diambil contoh pengisian air dalam

galon ), memerlukan suatu proses otomatisasi dalam pelaksanaannya untuk

pencapaian target produksi yang diinginkan dan mempermudah pelaksanaan proses

produksi. Walaupun mungkin di dalam industri-industri tersebut telah menggunakan

sistem otomatisasi yang lebih canggih dalam pelaksanaannya, tetapi pada kesempatan

penyusunan skripsi ini penulis bermaksud ingin menciptakan suatu sistem tersendiri

dengan imajinasi, daya pikir, pengetahuan, ilmu dan kemampuan yang penulis miliki

dan dapatkan selama menempuh pendidikan di Sekolah Tinggi Teknologi Duta

Bangsa dan study lapangan secara langsung di dunia industri. Oleh karena itu dalam

kesempatan ini penulis ingin menciptakan suatu sistem yaitu otomatisasi pengisian air

dalam kemasan, dengan perpaduan gabungan sistem pneumatik, mekanik dan control

otomatisasi squence.

Pada penyusunan makalah ini penulis memilih judul “ Perancangan Sistem

Pneumatik Pada Proses Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan”. Dengan judul

tersebut penulis mencoba untuk membahas tentang sistem otomatisasi pneumatik

pada alat-alat industri, khususnya industri-industri yang bergerak dalam bidang yang

ada kaitannya dengan pengisian cairan dalam wadah atau botol / gallon sebagai hasil

produknya, dengan sistem yang sederhana dan efesien.

1.2 Manfaat dan Tujuan

Adapun manfaat dan tujuan penyusunan makalah ini adalah:

A. Secara umum

1. memperkaya sistem-sistem otomatisasi dalam dunia industri dengan trobosan-

trobosan baru yang lebih efektif dan efesien.

2. Pengembangan ilmu teknologi untuk mencapai tujuan pembelajaran ke dalam dunia

industri yang nyata.

B. Bagi civitas akademik

Sebagai bahan pertimbangan dalam mengevaluasi proses belajar mengajar

pada program studi sehingga dapat diterapkan di lapangan, dan untuk menambah

referensi sebagai rekomendasi penelitian yang akan dilaksanakan di waktu yang akan

datang, yang berhubungan dengan : Perhitungan Daya pompa, Penentuan sebuah

silinder Pneumatik, perhitungan konveyor.

C. Bagi penulis

1. Sebagai tugas makalah mekatronika.

2. Memperdalam dan memantapkan pengetahuan serta pemahaman penulis tentang ilmu

yang telah diterima selama mengikuti pelajaran mekatronika.

3. Melatih penulis untuk menganalisa suatu masalah secara ilmiah dan memberikan

solusi yang tepat guna sesuai dengan disiplin ilmu yang dimiliki secara rinci dan

dapat dipertanggung jawabkan.

4. Melatih penulis agar dapat manyusun laporan kerja yang akan dihadapinya nanti

dengan tepat waktu, jelas dan sistematis.

1.3 Ruang Lingkup Masalah

Materi yang akan disajikan dalam penyusunan makalah ini meliputi masalah

tentang: proses dan cara kerja alat-alat pneumatik, system control dasar otomatisasi,

prinsip dan cara kerja rangkaian alat, perhitungan daya motor listrik yang akan

dipergunakan untuk konveyor, perhitungan cylinder pneumatik dan penghitungan

waktu untuk setting timmer sesuai dengan volume pengisian.

BAB II

TEORI DASAR

II.1 DASAR PNEUMATIK

II.1.1 Perkembangan Teknik Pemakaian Udara Mampat

Udara mampat dikenal juga sebagai udara bertekanan, tentu saja tekanan yang

dimaksud di sini adalah tekanan yang memenuhi batas-batas tertentu. Menurut hukum

alam, udara yang bertekanan mempunyai energi dan menurut sejarahnya udara

bertekanan dapat dibuktikan sebagai salah satu bentuk tenaga tertua yang dikenal

manusia untuk mempertinggi kemampuan fisiknya. Salah satu contoh pemakaian

udara bertekanan yang sudah ditemukan nenek moyang beberapa abad yang lalu dan

sampai sekarang masih banyak digunakan di Negara-negara ketiga sampai Negara-

negara yang telah mempunyai teknologi tinggi adalah baling-baling atau kipas angin.

Energi yang didapat dari hembusan udara, diubah menjadi energi mekanik (putar)

lewat sudu-sudu atau kincir angin. Energi mekanik di sini kemudian berfungsi untuk

menggerakan pesawat-pesawat pembangkit seperti generator listrik dan lain

sebagainya. Penggunaan udara sebagai media energi karena udara murah dan mudah

didapat di alam atmoshper dan juga mudah dibuang di sembarang tempat tanpa

menimbulkan pencemaran di lingkungan sekitarnya.

Orang pertama yang menggunakan alat pneumatik adalah orang Yunani yang

bernama KTESIBIOS. Lebih dari 2005 tahun yang lalu ia membangun suatu

perangkat yang menggunakan perangkat gerakan atau jepretan yang ditimbulkan oleh

udara mampat. Diantara buku-buku pertama mengenai teknik pemakaian udara

mampat sebagai energi adalah diawali pada abad pertama tarikh masehi dan yang

menggambarkan peralatan atau perlengkapan yang digerakan oleh energi udara yaitu

pesawat yang menggunakan energi panas.

Istilah “pneuma” diperoleh dari istilah yunani kuno dan mempunyi arti napas

atau tiupan, dan menurut phylosophi istilah “pneumatics” adalah ilmu yang

mempelajari tentang gerakan perpindahan udara dan gejala atau fenomena udara,

yang diperoleh dari kata “pneuma”.

Sekalipun prinsip dasar dari pneumatik digolongkn antara pikiran manusia

paling awal, tetapi telah diteliti secara sistematis. Pemakaian alat-alat pneumatik

dalam produksi secara nyata pada industri berawal pada sekitar tahun 50-an sampai

sekarang ini. Pada awal mula pemakaian di industri antara lain seperti dalam industri

pertambangan, industri pekerjaan-pekerjaan konstruksi, dan pada perkereta-apian

yakni sebagai rem angin.

Prinsip dasar dari pneumatik dalam industri di seluruh dunia, sebenarnya

dimulai hanya ketika industri-industri itu membutuhkan otomatisasi dan rasionalisasi

rangkaian operasional secara kontinyu, untuk mempertinggi angka produktivitas

dengan biaya yang lebih murah. Meskipun pada permulaan munculnya mengalami

hambatan dan penolakan, terutama adalah karena ketidaktahuan dan rendahnya

bidang pendidikan, tetapi pemakaian dalam bidang pneumatik cenderung lebih

meningkat dan berkembang.

Sekarang ini tidak mungkin dalam industri-industri modern tanpa menggunakan

teknik udara mampat. Perangkat yang menggunakan teknik udara mampat dipasang

dalam hampir semua cabang-cabang industri, seperti industri perakitan, pengecoran,

karoseri, pertambangan, pekerjaan-pekerjaan konstruksi, pembentukan, sampai pada

industri makanan dan kosmetik.

Tidak mustahil apabila menginginkan peralatan yang mempunyai efisiensi yang

lebih tinggi, alat-alat pneumatik dalam kontrolnya dikombinasikan dengan sistem

kontrol elektrik, elektronik, dan hidrolik. Karena dalam tujuan-tujuan tertentu

kombinasi pemakaian sistem kontrol lebih dari dua atau tiga akan menghasilkan

efisiensi yang lebih tinggi. Energi yang ditimbulkan oleh udara bertekanan selain

mudah mendapatkan dan membuangnya, juga mudah untuk mengangkut dan

menyimpannya.

Adapun ciri-ciri dari pada perangkat sistem pneumatik yang tidak dipunyai oleh

sistem alat yang lain adalah sebagai berikut:

1. Pemompaan, udara disedot atau dihisap dari atmosphere, kemudian dimampatkan

(kompresi) sampai batas tekanan kerja yang diinginkan.

2. Pendinginan atau penyimpanan, udara hasil pemompaan yang suhunya naik harus

disimpan dan didinginkan dalam keadaan bertekanan sebelum disalurkan ke objek

yang memerlukan.

3. Ekspansi (pengembangan), udara diperbolehkan berekspansi dan melakukan kerja

ketika diperlukan.

4. Pembuangan, udara hasil ekspansi kemudian dibebaskan lagi ke atmosphere

(pembuangan bebas).

II.1.2 Keuntungan Penggunaan Udara Mampat

Udara mampat banyak digunakan karena mempunyai sifat-sifat yang sangat

menguntungkan, diantaranya:

1. Jumlah

Udara tersedia secara praktis dimana saja untuk dimampatkan dalam jumlah yang tak

terbatas.

2. Pengangkutan

Udara dengan mudah dapat diangkut dalam pipa-pipa saluran, sekalipun dalam jarak

yang jauh. Tidak perlu untuk mengembalikan udara mampat tersebut ke tangki

penyimpan semula, tetapi selesai dipakai kemudian dapat langsung dibuang tanpa

mengotori lingkungan.

3. Dapat Disimpan

Kompresor tidak perlu dihidupkan secara terus-menerus. Udara mampat dapat

disimpan dalam reservoir atau tabung penyimpan, dan sewaktu-waktu dapat

digunakan dari reservoir.

4. Suhu

Suhu udara mampat tidak begitu peka (sensitive) terhadap perubahan suhu. Hal ini

akan menjamin dalam proses pengoperasian, walaupun di bawah kondisi perbedaan

suhu yang besar.

5. Tahan Ledakan

Udara mampat tidak terlalu memberikan risiko terhadap letusan maupun api, oleh

karena itu murah terhadap biaya perlindungan melawan bahaya letusan jika

diperlukan.

6. Kebersihan

Udara mampat selalu bersih, maka dari itu udara yang keluar karena kebocoran pipa

atau bidang lain tidak menimbulkan kontaminasi atau pengotoran terhadap

lingkungan. Kebersihan sangat diperlukan terutama dalam industri makanan,

pengerjaan kayu, tekstil, industri-industri kulit, dan lain-lain.

7. Kontruksi

Pengoperasian bagian-bagiannya ada dalam kontruksi yang sederhana, oleh karena

itu, lebih murah biaya pengoperasiannya.

8. Kecepatan

Dengan udara mampat merupakan media kerja yang sangat cepat. Ini memungkinkan

kecepatan kerja tinggi dapat dicapai.

9. Dapat Disesuaikan

Dengan komponen-komponen udara mampat, kecepatan dan daya mampu diubah-

ubah sesuai dengan kebutuhan.

10. Aman

Alat-alat pneumatik dan bagian-bagian yang mengoperasikannya dapat dipasang suatu

pengaman pada batas kemampuan maksimum. Oleh karena itu, walaupun terjadi

beban lebih akan selalu tetap aman.

Tetapi selain sifat-sifat yang menguntungkan tersebut, ada juga kekurangan-

kekurangan yang dimiliki oleh udara mampat, yaitu:

1. Persiapan

Perangkat udara mampat memerlukan persiapan yang baik dan teliti. Kotoran dan

kelembaban udara tidak boleh masuk, terutama pada pemakaian komponen-

komponen pneumatik.

2. Gaya

Udara mampat hanya ekonomis sampai pada persyaratan gaya tertentu dibawah

tekanan kerja normal 700 kpa / 7bar / 101,5 psi, dan tergantung pada gerakan serta

kecepatan, batasnya adalah dibawah 45.000 N selebihnya beban itu harus

menggunakan hydroulik system. (Festo;Katalog Technical Information;22)

3. Pembuangan Udara

Pada saluran pembuangan ke atmosphere menimbulkan suasana yang bising dan

keras. Meskipun demikian, masalah itu dapat dipecahkan sebagian oleh

perkembangan teknik bahan peredam suara.

4. Biaya

Teknik udara mampat relative memerlukan alat-alat mahal untuk dapat menimbulkan

suatu tenaga. Komponen-komponen mahal agar dapat menghasilkan energi yang

tinggi sebagian dapat diganti oleh komponen-komponen yang murah dengan hasil

guna yang lebih tinggi (jumlah langka).

II.1.3 Prinsip-Prinsip Dasar Secara Fisika

Seluruh permukaan bumi ditutupi oleh lapisan udara, dengan komposisi

campuran gas sebagai berikut:

a. Nitrogen 78% dari volume.

b. Oksigen 21% dari volume.

Selain itu juga berisi karbon dioksida, argon, hidrogen, neon, helium, cripton, dan

xenon.

Untuk membantu dan mempermudah mengetahui hukum alam dan juga sifat-

sifat dari udara, besaran-besaran fisika yang digunakan diklasifikasikan dalam sistem

satuan. Dengan maksud memberikan kejelasan dan menghilangkan definisi-definisi

yang membingungkan. Ilmuan-ilmuan dalam bidang teknik dan fisika dari hampir

seluruh dunia sepakat menyeragamkan sistem satuan tersebut dalam sistem

internasional yang disebut “International System of Unit” dan disingkat “SI”.

Berikut di bawah ini adalah istilah-istilah dan satuan-satuan yang sering

digunakan dalam pneumatik:

a. Besaran Pokok

Tabel 2.1.1 Besaran Pokok (K.Gieck; 2005; XI)

SatuanSimbol/

Singkatan

Satuan dan Simbol Satuan

Sistem Teknik Sistem SI

Panjang

Massa

Waktu

Suhu

Arus listrik

Intensitas Cahaya

Jumlah Zat

ℓ

m

t

T

I

Iv

n

meter (m)

kp.s 2

m

second (s)

derajat C (0C)

Ampere (A)

meter (m)

Kilogram (kg)

second (s)

Kelvin (K)

Ampere (A)

candela (cd)

mole (mol)

b. Besaran Turunan

Tabel 2.1.2 Besaran Turunan (Drs.Budi purwanto,Msi; 2003; 7)

SatuanSimbol/

Singkatan

Satuan dan Simbol SatuanSistem Teknik Sistem SI

Gaya

Luas

Isi

Debit

Tekanan

F

A

V

Q

P

Kilopound (kp)

meter bujur Sangkar (m2)

meter kubik (m3)

(m3/ s)

atmosphere (at)

(kgf/ cm2)

1kg.ms2

1N =

Newton (N)

meter bujur sangkar (m2)

meter kubik (m3)

(m3/ s)

Pascal (pa)

1 pa = 1 N/ m2(bar)

1 bar = 105pa = 100kPa = 14,5 psi

II.1.3.1 Analisa Aliran Fluida

Udara yang melewati saluran dengan luas penampang A (m2) dengan kecepatan

udara mengalir V (m/s), maka akan memiliki debit aliran Q (m3/s) sebesar A (m2) x V

(m/s).

Debit Aliran Udara (Q)

Q (m3/s) = A (m2) . V (m/s)…… (1)

(Andrew parr,Msc; 2003; 20)

Bila udara melalui saluran yang memiliki perbedaan luas penampang A, maka

debit udara akan tetap, namun kecepatannya akan berubah, sebanding dengan

perubahan luas penampangnya Q1 = Q2.

II.1.3.2 Gaya Torak

Besarnya gaya suatu silinder ditentukan oleh besarnya tekanan yang diberikan

terhadap silinder tersebut dan juga luas penampang dari piston torak itu sendiri.

Gambar 2.1.2 Analisa gaya torak (Andrew parr,Msc; 2003; 11)

… (2)

(Andrew parr,Msc; 2003; 11)

Dimana, F = Gaya ……( N )

P = Tekanan …..( N/m2)

A = Luas penampang tekanan ……( m2)

II.1.3.3 Udara yang diperlukan Silinder

Suatu silinder memerlukan jumlah debit udara tertentu untuk melakukan kerja

sesuai dengan yang diharapkan.

……(3)

(Drs.Wirawan,MT;2004;494)

Dimana, Q = Debit aliran (m3/menit)

A = Luas penampang silinder ( m2)

S = Panjang langkah torak ( m )

Pe = Tekanan operasional ( N/m2)

Patm = Tekanan atmosfer (101325 N/m2)

n = Banyaknya langkah ( kali/menit)

Udara tidak mempunyai bentuk yang khusus, ia berubah-ubah bentuk dengan

sedikit hambatan yakni mengambil bentuk yang sesuai dengan sekelilingnya. Udara

dapat dimampatkan berbeda dengan media fluida atau cairan yang tidak dapat

dimampatkan. Perbedaan utama system pneumatic dengan system hidroulik adalah

media yang digunakan, system pneumatic menggunakan udara dan system hidroulik

menggunakan media fluida ( air, oli dll). Secara prinsip kerja, system pneumatic dan

system hidroulik tidak jauh berbeda.

II.1.3.4 Energi Fluida yang mengalir

Cairan atau fluida yang mengalir mempunyai energy yang dapat dibedakan

menjadi 3 yaitu :

1.Energi potensial

Karena letaknya diatas permukaan air laut dan karena percepatan grafitasi, maka

cairan mempunyai energi potensial.

2.Energi tekan

Karena cairan yang mengalir dengan terkanan dapat melakukan suatu pekerjaan

3.Energi kinetic

Energi yang timbul karena geraknya cairan yang mempunyai berat

Jadi jumlah energi cairan tiap satuan berat adalah

…………….(4)

( LLK-BS;Modul Oil-Pressure;48)

Dimana h = Tinggi potensial cairan ( m )

P = Tekanan cairan ( N/m2)

ω = Berat jenis cairan ( N/m3)

v = Kecepatan alir cairan ( m/s )

g = Grafitasi (m/s2)

Jenis aliran fluida dapat diklasifkasikan berdasarkan nilai harga angka reynold.

Aliran fluida pada pipa-pipa bulat harga angka reynoldnya adalah:

……(5)

( K.Gieck;2005;164)

Dimana v = kecepatan fluida (m/s)

d = Diameter dalam pipa (m)

Q = Debit fluida (m3/s)

= Viskositas dinamis

Catatan :

Jikalau Re < 2000 Maka aliran adalah laminer

Jikalau Re > 3000 Maka aliran adalah turbulen

Jikalau Re = 2000… 3000 Maka aliran adalah laminer ataupun turbulen

II.1.4 Pompa dan Kompresor

Secara prinsip kerja, antara kompresor dan pompa adalah sama. Yang

membedakan dari kedua komponen tersebut adalah jenis zat yang ditransmisikan,

pompa mentransmisikan fluida sementara kompresor menstransmisikan udara yang

compresible.

Perhitungan velocity head (hc) pompa dengan rumus:

hc = ……( 6 )

(Jurnal Teknik Mesin Vol. 4, No. 1, Maret 2004: 18 – 25)

dimana hc = velocity head ( m )

= kecepatan aliran air rata-rata ( m3/s)

= grafitasi bumi ( 9,81 m/s2)

Kerugian head yang terjadi pada pipa isap (∆hs)

∆hs = …..(7)


dimana ∆hs = Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m )

= Besar fungsi kekasaran relatif pipa

= Panjang pipa isap (m)

= diameter pipa isap (m)

Kerugian yang terjadi pada pipa tekan (∆hd)

∆hd = …..(8)


dimana ∆hd = Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m )

= Besar fungsi kekasaran relatif pipa

= Panjang pipa tekan (m)

= diameter pipa tekan (m)

Kerugian head totalnya ( ∑∆h ) menjadi :

∑∆h = ∆hs + ∆hd……(9)


Dimana ∆hs = Kerugian head yang terjadi pada pipa isap ( m )

∆hd = Kerugian head yang terjadi pada pipa tekan ( m )

Tinggi kenaikan geometris total pompa (Hz) adalah:

Hz = Hd – Hs……(10)


Dimana Hd = Tinggi kenaikan tekanan air dari pompa ( m )

Hs = tinggi kenaikan isap air sebelum pompa ( m )

Ketika merencanakan pemasangan suatu kompresor dan kelengkapannya,

seharusnya direncanakan pula untuk pengembangannya, apabila kemudian hari masih

perlu untuk membeli perlengkapan pneumatik yang baru.

Kebersihan dari udara sekeliling juga merupakan hal yang penting untuk

direncanakan sebelumnya. Udara yang bersih, jauh dari lingkungan debu dan

kelembaban akan menjamin umur pesawat pembangkit (kompresor) akan lebih lama.

Maka dari itu macam dan jenis kompresor yang dipakai harus sesuai dengan keadaan

lingkungan.

II.1.4.1 Jenis-jenis Kompresor

Jenis kompresor yang digunakan tergantung dari syarat-syarat pemakaian yang

harus dipenuhi yang berkenaan dengan tekanan kerja dan volume yang akan

didistribusikan ke pemakai. Dalam hal ini yang termasuk pemakai adalah silinder dan

katup-katup pengontrol lainnya.

Jenis kompresor terdiri dari dua kelompok, yaitu:

1. Kelompok pertama, adalah yang bekerja pada prinsip pemindahan dimana udara

dikompresikan dengan mengisikannya ke dalam suatu ruangan, kemudian mengurangi

dan memperkecil isi dari ruangan tersebut. Jenis ini disebut kompresor torak

(Reciprocating Piston Compressor, Rotari Piston Kompresor). (Drs.

Suyanto,M.T;2002;5)

2. Kelompok kedua, adalah yang bekerja pada prinsip aliran udara yaitu dengan

menyedot udara masuk ke dalam satu sisi dan memampatkannya dengan percepatan

massa (turbin). (Drs. Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1 Kompresor Torak

II.1.4.1.1.1 Kompresor Torak Resiprok

Jenis kompresor torak resiprok sering dan banyak digunakan akhir-akhir ini,

karena dapat digunakan pada tekanan rendah dan menengah, tetapi juga mampu untuk

tekanan tinggi. Batas tekanannya kira-kira diantara 100 kpa / 1bar / 14,5 psi sampai

beberapa ribu kpa. Prinsip kerja daripada kompresor torak hampir sama dengan

prinsip kerja motor bakar, tetapi ada perbedaan yaitu pada zat yang diprosesnya.

Pemasukan udara diatur oleh katup dan diisap oleh torak yang gerakannya menjauhi

katup kemudian didesak dan didorong kembali oleh torak. Saat terjadi penghisapan,

katup masih terbuka dan katup buang tertutup sedangkan pada waktu penekanan

terjadi sebaliknya. Demikian proses ini berlangsung sampai mencapai tekanan yang

diinginkan pada tabung penampungan. Selama ini terjadi, yaitu proses kompresi panas

akan naik, maka hal semacam ini harus dihilangkan dengn proses pendinginan.

Pendinginannya dapat menggunakan pendinginan udara ataupun air. Di bawah ini

adalah merupakan gambar dari kompresor torak resiprok

Gambar 2.1.3 Kompresor Torak Resiprok (Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.2 Kompresor Diafragma

Jenis kompresor ini penempatan toraknya dipisahkan dengan ruangan

penyedotan oleh sebuah diafragma. Udara tidak masuk dan berhubungan langsung

dengan bagian-bagian yang bergerak. Oleh karena itu, udara selalu terjaga dan bebas

dari oli. Kompresor jenis ini banyak digunakan dalam industri bahan makanan,

farmasi dan kimia.

Gambar 2.1.4 Kompresor Diafragma(Drs. Suyanto,M.T;2002;5)

II.1.4.1.1.3 Kompresor Torak Rotari

Kompresor torak sistem putar (rotary) adalah kompresor dengan torak yang

berputar. Udara masuk ke dalam suatu ruangan, dan kemudian pada saat yang sama

volume ruangan dipadatkan atau dikompresikan. Sehingga akan diperoleh udara

bertekanan pada alat tersebut.

II.1.4.1.1.4 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur

Kompresor Rotari Baling-baling Luncur merupakan suatu kompresor dengan

gerakan baling-baling yang dipasang secara eksentrik dalam rumah berbentuk

silindris, yang mempunyai lubang masuk dan lubang keluaran. Keuntungan dari

kompresor jenis ini adalah karena mempunyai bentuk yang pendek dan kecil, juga

menghemat ruangan dan tidak berisik tetapi halus dalam putarannya.

Baling-baling luncur dimasukan ke dalam lubang yang tergabung dalam rotor

dan ruangan dengan bentuk dinding silindris atau tabung. Ketika berputar, energi gaya

sentrifugal baling-baling melawan dinding dan karena bentuk dari rumah baling-

baling, ukuran ruangan diperbesar atau diperkecil menurut arah masuknya udara.

Gambar 2.1.5 Kompresor Rotari Baling-baling Luncur (Drs. Suyanto,M.T;2002;7)

II.1.4.1.1.5 Kompresor Sekerup

Kompresor Sekerup terdiri dari dua buah sekerup yang saling berpasangan,

yaitu satu mempunyai bentuk cekung dan yang lain mempunyai bentuk cembung,

dengan prinsip kerja memindahkan pemasukan udara secara aksial ke sisi yang

lainnya. Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang alat tersebut, coba

perhatikan gambar berikut.

Gambar 2.1.6 Kompresor Sekerup.(Sri utami H,ST,MT;Modul;2)

II.1.4.1.1.6 Root Blower

Pada kompresor jenis ini, udara dibawa dari satu sisi ruang menuju sisi ruang

yang lainnya tanpa ada perubahan volume. Tetapi torak membuat penguncian pada

bagian sisi yang bertekanan.

Gambar 2.1.7 Root Blower(Andrew Parr,Msc;2003;40)

II.1.4.1.2 Kompresor Aliran (Turbo-Compressor)

Pada prinsipnya kompresor ini sama seperti pada kompresor jenis rotari. Jenis

kompresor ini cocok untuk penghantaran volume yang besar. Kompresor aliran ada

yang dibuat arah masuknya udara secara aksial dan ada juga yang radial. Keadaan

udara diubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk mengalirkan kecepatan udara.

Disini energi kinetik diubah menjadi energi bentuk tekanan.

Gambar 2.1.8 Kompresor Aliran Aksial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4)

Pada kompresor aliran aksial, udara memperoleh percepatan oleh sudu-sudu

yang terdapat pada rotor yang alirannya kearah aksial. Sedagkan percepatan yang

ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya

secara radial. Pada lubang masuk pertama, udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu

dan oleh dinding ruangan dipantulkan dan kembali mendekati sumbu. Dan tingkat

pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai dengan

kebutuhan.

Gambar 2.1.9 Kompresor Aliran Radial (Sri utami H,ST,MT;Modul;4)

II.1.4.2 Kriteria Pemilihan Kompresor

Suatu kompresor dalam pemilihannya harus memperhatikan hal-hal penting

berikut ini:

II.1.4.2.1 Penghantaran Volume

Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui jumlah atau volume yang dapat

dihantarkan atau dibangkitkan oleh kompresor pada volume persatuan waktu tertentu

dan pada tekanan tertentu juga.

Penghanaran volume ditentukan dalam dua cara, yaitu:

1. Penghantaran volume secara teoritis,

2. Penghantaran volume secara efektif.

Penghantaran volume secara teoritis untuk torak resiprok adalah sama dengan

hasil perkalian volume udara yang ditiup atau disedot pada satu langkah torak

dikalikan jumlah putaran dari poros engkol.

Penghantaran volume efektif, tergantung dari jenis kompresor dan tekanan yang

ditimbulkannya. Hal ini sangat dipengaruhi oleh efisiensi volumetric. Penghantaran

volume efektif kumparan adalah kesesuaian antara putaran engkol dengan tekanan

yang dihasilkan. Volume isi hanya tersedia untuk menggerakan dan mengontrol

peralatan pneumatik.

II.1.4.2.2 Tekanan

Tekanan yang ada dalam suatu perangkat pneumatik dibedakan menjadi dua

macam, yaitu:

1. Tekanan Kerja

Tekanan kerja adalah tekanan yang keluar dari kompresor, atau tekanan yang

keluar dari penampung dan tekanan dalam pipa-pipa saluran ke seluruh pemakai

(silinder, kontrol, katup, dan sebagainya).

2. Tekanan Operasi (Operational Pressure)

Tekanan operasional adalah tekanan yang dibutuhkan pada saat posisi operasi

atau peralatan pneumatik itu pada saat berjalan. Pada umumnya tekanan operasi

sebesar 600 kpa (6 bar). (Festo;Katalog Technical Information;3)

Perlu diperhatikan bahwa tekanan yang konstan adalah suatu hal yang pokok

untuk menjamin ketelitian atau akurasi operasional. Hal-hal yang berhubungan

dengan tekanan konstan adalah:

1. Tekanan

2. Gaya

3. Waktu urutan dari bagian kerja.

Gambar 2.1.10 Pesawat Kompresor Torak (Dokumentasi)

II.1.4.2.3 Penggerak

Penggerak kompresor tergantung pada syarat-syarat cara kerja. Kompresor

digerakkan oleh motor listrik, selain itu ada juga yang digerakkan oleh motor bakar

baik diesel maupan bensin. Kompresor yang terdapat di pabrik-pabrik kebanyakan

menggunakan motor listrik. Tetapi untuk kompresor non stasioner lebih baik dan

lebih menguntungkan jika menggunakan motor bakar.

Gambar 2.1.11 Penggerak Kompresor (Siemens;KatalogueM17/50Hz;2003)

Penghitungan daya motor penggerak yang berhubungan dengan pompa fluida

ataupun kompresor adalah

……(11)

(LLK-BS;Modul Oil-Pressure;37)

Dimana P = Daya motor (watt)

p = Tekanan (N/m2)

Q = Debit (m3/s)

Perhitungan daya poros suatu pompa adalah

Psh = ……..(12)

( Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 1; Maret 2004;23)

Dimana Psh = Daya poros pompa (watt)

= Massa jenis fluida (kg/m3)

Q = Debit (m3/s)

= Efisiensi pompa

Perhitungan daya tiga fase suatu motor listrik adalah

Daya total ………….(13)

Gambar 2.1.12 Rangkaian tiga-fase (K.Gieck;2005;280)

Dimana I = Arus saluran

L1, L2, L3 = Pengantar luar

N = Pengantar netral

V = Tegangan saluran

II.1.5 Konveyor

Fugsi utama dari sebuah konveyor adalah untuk memindahkan barang atau

benda dari satu tempat ke tempat yang lain. Macam dan jenis konveyor sangat banyak

tergantung dari tujuan,fungsi dan tempat penggunaannya. Konveyor disini yang akan

dipakai adalah jenis konveyor flat belt, yang berfungsi untuk menghantarkan botol

atau galon kosong ketempat pengisian. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada

konveyor jenis flat belt adalah

Gambar 2.1.13 Gaya pada belt ( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;673)

Gaya yang terdapat pada belt:

............(14)

( LLK-BS;Modul Elemen Mesin III;2003;699)

dimana = Gaya yang terdapat pada belt (N)

= Tegangan tarik maximum yang diizinkan pada belt (N/m2)

= luas penampang belt ( m2)

Masa konveyor yang digunakan ( )

............(15)


dimana = Massa konveyor ( N/m )

= massa jenis belt ( N/m3 )

= luas penampang belt ( m2)

Tegangan akibat gaya centrifugal yang terjadi (

.............(16)


dimana = Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N)

= Massa konveyor ( N/m )

= kecepatan keliling sabuk (m2/s2)

= Percepatan grafitasi (m/s2)

Tegangan belt pada sisi kencang

............(17)


dimana = Tegangan pada sisi kencang belt (N)

= Gaya yang terdapat pada belt (N)

= Gaya akibat centrifugal yang terjadi (N)

Rumus umum untuk ketetapan flat belt konveyor yaitu:

..........(18)


dimana = Tegangan pada sisi kencang belt (N)

= Tegangan pada sisi kendor belt (N)

= Koefisien gesek belt

= sudut kontak belt

Daya motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

..........(19)


dimana P = Daya (Kw)

= Tegangan konveyor pada sisi kencang belt (N)

= Tegangan konveyor pada sisi kendor belt (N)

= kecepatan keliling sabuk (m2/s2)

Torsi motor yang diperlukan pada konstruksi konveyor adalah :

................(20)


dimana = Torsi (Nm)

P = Daya (Kw)

II.2 KOMPONEN DASAR PNEUMATIK

II.2.1 Air Service Unit

Udara yang dihasilkan oleh kompresor umumnya bukan udara yang bersih.

dikarenakan mengandung uap air, kotoran, debu dan lain sebagainya, sehingga harus

dibersihkan sebersih mungkin. Alat-alat pneumatik juga mempunyai batas-batas

tekanan yang diizinkan, sehingga memungkinkan umur pemakaian menjadi tahan

lama. Sedangkan pada bagian-bagian yang bergerak dan bagian-bagian komponen

penggerak akan terjadi gesekan diantara permukaannya. Akibat dari gesekan tersebut

akan timbul panas dan juga akan dapat menyebabkan kerusakan serta keausan pada

komponen tersebut. Oleh karena itu, pelumasan pada komponen-komponen tersebut

sangat diperlukan untuk memperpanjang umur dari alat-alat tersebut.Untuk mengatasi

hal-hal tersebut di atas, maka sebelum udara mampat disalurkan kebagian-bagian

penggerak ataupun yang digerakkan, dipasang suatu alat rangkaian yang diberi nama

Air Service Unit. Bagian-bagian ini saling bekerja sama antara yang satu dengan yang

lainnya.

Gambar 2.2.1 Air Service Unit (Norgren;Katalog2001;Air Line)

Komponen-komponen air service unit diantaranya adalah:

1. Saringan Udara

2. Air Regulator

3. Pressure Gauge

4. Oiler/ Lubricator

II.2.1.1 Saringan Udara

Sudah kita ketahui bahwa udara dari kompresor mengandung benda-benda luar

seperti uap basah, debu dan oil residu yang dapat menyebabkan gangguan kontrol

seperti pneumatik. Hampir seluruh benda-benda asing yang tidak diinginkan tersebut

dibersihkan oleh saringan udara. Saringan udara dapat membersihkan udara dengan

bersih dan kering. Saringan udara dapat dipasang sebagai perlengkapan tunggal atau

sebagai unit gabungan dengan pelumasan dan pengatur tekanan. Efisiensi dari

saringan tergantung pada konstruksi, tekanan dan diameter lubang saringannya.

Prinsip kerja dari saringan udara adalah ketika udara masuk saringan, udara

mampat tersebut harus mengalir melalui lubang putaran angin. Ini menyebabkan

udara yang masuk harus berputar terlebih dahulu, karena gerakkan sentrifugal akibat

putaran tersebut dapat menyebabkan butiran-butiran air dan benda-benda padat yang

ikut terbawa terlempar melawan dinding dalam mangkuk saringan. Kotoran-kotoran

mengalir dan akibatnya mengumpul dibagian bawah mangkuk. Udara mampat

mengalir melalui dinding-dinding saringan (filter cartride) ke saluran luar. Ukuran

daripada butiran-butiran kotoran yang masih terbawa udara tergantung pada besarnya

celah-celah dinding saringan.

Mangkuk saringan harus sering dibersihkan dari butiran-butiran debu dan karat

yang sudah terperangkap di dalamnya, karena apabila tidak dibersihkan maka lubang

akan tersumbat dan diameter lubang saluran terkurangi. Hal yang perlu untuk

diperhatikan bahwa apabila cairan dan kotoran yang terkumpul pada bagian bawah

sudah mencapai ketinggian maksimum dari yang ditentukan, maka cairan tersebut

harus dikeluarkan. Cara mengeluarkannya yaitu dengan cara menekan tombol drain.

Syarat-syarat saringan udara:

1. Mempunyai tempat penampungan cairan yang besar.

2. Tembus pandang dan tahan pecah, mangkuk saringan dengan kran pembuangan.

3. Dapat dicuci dan bagian-bagian saringan dapat diganti-ganti.

4. Dapat membuat putaran angin dengan baik.

5. Memungkinkan untuk pemasangan pengeluaran otomatis.

6. Memungkinkan untuk dibersihkan tanpa penggantian saringan.

Gambar 2.2.2 Saringan Udara(LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.2 Air Regulator

Tekanan udara yang keluar dari kompresor masih mempunyai tekanan yang

tinggi dan ini lebih tinggi dari tekanan yang diizinkan pada bagian kontrol atau bagian

kerjanya, oleh karena itu digunakanlah air regulator. Tujuan dari penggunaan air

regulator adalah untuk menjaga tekanan operasional agar tetap konstan tanpa melihat

perubahan tekanan dalam saluran dan pemakaian udara.

Prinsip kerja dari air regulator adalah udara mampat mengalir ke dalam

pengatur tekanan yang diatur oleh diafragma dan pegas. Pegas yang diberikan gaya

tekan dapat diatur diperbesar atau diperkecil dengan menggunakan baut penyetel yang

bekerja pada sisi lain permukaan diafragma.

Apabila udara bertekanan dipakai pada saluran keluar, gaya tekan bekerja

menurut diafragma yaitu mengecil. Dengan demikian pegas tekan dapat mendorong

tangkai katup ke atas. Jika tekanan kerja naik sampai di atas harga yang diseting,

misalnya akibat gaya luar pada perlengkapan atau penyetelan yang rendah pada pegas

penekan, pembebanan yang lebih besar pada diafragma menyebabkan pegas terdorong

ke bawah. Oleh karena itu batang katup melepas dudukan katup dan udara bertekanan

dapat keluar bebas melalui lubang saluran. Udara bertekanan akan terus menerus

keluar sampai tekanan yang diset. Sebelum tercapai kembali, lubang saluran tidak

boleh tertutup karena akan mengakibatkan perlengkapan di dalamnya tidak berfungsi.

Gambar 2.2.3 Air Regulator (LLK-BS; Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;21)

II.2.1.3 Pressure Gauge

Untuk mengetahui besarnya tekanan yang kita atur pada air regulation, maka

kita dapat melihatnya pada pressure gauge. Pada pressure gauge ini juga kita dapat

mengetahui besarnya tekanan udara yang kita atur untuk menggerakkan silinder yang

akan dikontrol tersebut.

Prinsip kerja dari pressure gauge adalah udara masuk ke dalam pipa bourdon

melewati saluran P dan udara bertekanan tersebut menyebabkan pipa bourdon

mengemabang. Jika udara bertekanan tersebut semakin besar, maka radius dari pipa

bourdon tersebut juga semakin besar dan jarum penunjuk akan berputar menunjukan

suatu besaran tertentu, yang dikarenakan pertambahan radius dari pipa bourdon yang

dihubungkan oleh tuas penghubung ke tembereng roda gigi penggerak dan roda gigi

tersebut menggerakkan jarum penunjuk.

Gambar 2.2.4 Pressure Gauge(Andrew Parr,Msc;2003;21)

II.2.1.4 Oiler

Bagian yang bergerak dan bergesek pasti memerlukan pelumasan. Untuk

menjamin supaya bagian-bagian yang bergerak pada perlengkapan pneumatik dapat

bekerja dan dipakai terus menerus, maka harus diberi pelumasan yang cukup. Untuk

melakukan hal itu maka diperlukan suatu perlengkapan pneumatik yaitu oiler

(lubricator). Keuntungan dari pelumasan adalah terjadinya penurunan angka gesekan,

perlindungan dari korosi dan umur pemakaian lebih awet.

Suatu oiler harus mempunyai syarat-syarat yang harus dipenuhi, antara lain

yaitu:

1. Pengoperasian, pemeliharaan dan perlengkapannya sederhana.

2. Kerja oiler dengan cara otomatis, pada waktu dimulai kerja, oiler pun harus mulai

kerja, demikian juga waktu berakhir.

3. Banyaknya oli untuk kontrol pneumatik harus dapat diset/ disesuaikan ukurannya.

4. Mampu membuat campuran udara dan oli dengan halus.

5. Oiler harus dapat berfungsi sekalipun udara bertekanan yang diperlukan hanya

dengan sebentar.

Gambar 2.2.5 Oiler (LLK-BS;Modul Basic Pipe Instalation&Pneumatic;22)

Cara kerja dari oiler adalah udara mampat mengalir melalui perangkat lumas

dari air in ke air out dan mendorong katup cek lintasan udara ketika tidak ada udara

yang sedang mengalir. Sewaktu udara mengalir, katup pengecek membuka dan udara

mampat dapat mengalir dengan bebas ke air out. Pembatas dalam lintasan aliran

menimbulkan penurunan tekanan. Hampa udara ditentukan dalam puncak lengkungan

penetes dan oli terisap ke atas melalui pipa oli yang menaik. Tetesan-tetesan oli

terbawa dalam aliran udara melalui pipa berbentuk kabut yang diteruskan menuju

berbagai macam bagian-bagian pneumatik. Bushing dengan bentuk katup pengecek

memberikan kemungkinan untuk menambah volume oli dalam gelas, sementara oiler

sedang dalam keadaan bekerja.

II.2.2 Pengontrolan Arah Gerak Silinder

Peralatan pneumatik mempunyai sebuah mekanisme yang dapat digerakkan

yaitu dapat membuka dan menutup. Sebuah bagian yang berfungsi untuk

menghentikan atau mengontrol fluida (dalam hal ini udara) dinamakan katup

pengontrol arah. Sebuah katup pengontrol arah dipasang di samping jalur pipa sirkuit

pneumatik. Ini akan mengoperasikan sebuah actuator seperti sebuah silinder

pneumatik, untuk merubah arah aliran udara sesuai dengan tujuannya.

Ketika sebuah katup pengontrol digunakan sebagai peralatan pneumatik, maka

dinamakan sebuah katup udara atau sebuah katup sederhana. Saat ini ada banyak

macam tipe-tipe katup kontrol, tetapi secara garis besar diklasifikasikan ke dalam 2

(dua) tipe, yaitu:

II.2.2.1 Solenoid Valve

Fungsi utama dari sebuah solenoid adalah untuk mengatur arah udara

bertekanan yang bekerja pada solenoid. Selonoid digerakkan oleh 2 (dua) penggerak,

yaitu udara dan elektrik. Pergerakan kontrol udara biasanya digunakan untuk

pengontrol dengan jarak yang dekat. Pergerakkan elektrik biasanya dipilih untuk

mengontrol dengan jarak yang jauh dan untuk perubahan dengan waktu yang singkat.

Cara kerja solenoid valve:

Ketika solenoid diposisi On, plunyer tertarik ke atas melawan gaya pegas, yang

menyebabkan sambungan P dan A berhubung bersama. Cakra punggung dari pada

plunyer menutup saluran R. Untuk mengembalikan spoolnya ada yang menggunakan

satu solenoid, ada juga yang menggunakan dua solenoid. Untuk yang menggunakan

satu solenoid valve sebelahnya diganti dengan menggunakan pegas. Cara kerja untuk

yang menggunakan satu solenoid adalah jika ada masukan arus pada kumparan

solenoid, maka lubang P akan dihubungkan dengan lubang A. Jika arus tersebut

terputus maka kumparan solenoid akan kembali ke posisi semula karena adanya

dorongan pegas. Fungsi dari pegas di sini adalah sebagai pengganti dari kumparan

solenoid dan syarat kekuatan pegas harus di bawah kekuatan solenoid.

Solenoid valve yang umumnya dipakai antara lain 2/2 way valve, 3/2 way valve,

4/2 way valve, 5/2 way valve, 4/3 way valve, 5/3 way valve Sebagai contoh, katup 3/2

way valve mempunyai 3 (tiga) lubang masuk dan keluar yaitu masukan P, keluaran A,

dan udara bebas R. Dari lubang tersebut mempunyai 2 (dua) posisi pengontrolan yaitu

saat posisi udara dari masukan masuk ke A dan posisi udara keluaran dari A ke R,

sehingga mempunyai 3 (tiga) lubang dan 2 (dua) posisi pengontrolan dan disebut

katup 3/2 way valve.

Gambar 2.2.6 Solenoid 3/2 Way Valve (Wirawan S,MT;2004;33)

II.2.2.2 Sistem Pengontrol

Selain menggunakan solenoid valve, pengontrolan arah gerak silinder

mempunyai sistem lain. Ada yang menggunakan tangan ataupun dengan mekanik.

Mekanisme-mekanisme yang sering digunakan antara lain: hand valve, dengan tuas,

dengan tombol, dengan roda, dengan pluyer. Sebagai contoh yaitu katup 5/2 way

valve.

Cara kerjanya adalah apabila tuas dalam posisi Off, maka udara bertekanan akan

masuk melalui lubang A, dan akan meninggalkan katup dari lubang B menuju ke

silinder. Sedangkan udara buangan dari silinder akan keluar melalui lubang R1 dan

dibuang ke udara bebas. Ketika tuas dioperasikan maka udara masuk dari lubang P

menuju lubang B dan meninggalkan lubang A kemudian masuk ke dalam silinder.

Sementara udara yang ada di dalam silinder keluar melalui lubang R2.

Gambar 2.2.7 Mekanisme Pengontrol (Norgren;Katalog 2001;Valves)

Secara garis besar sistem kontrol dibagi menjadi 4 (empat) macam sistem atau

alat kontrol, yaitu: kontrol mekanik, kontrol secara manual, kontrol elektrik dan

kontrol tekanan. Berikut ini diuraikan tentang macam-macam sistem kontrol tersebut.

II.2.2.2.1 Kontrol Mekanik

Alat dengan control mekanik yang sering digunakan dalam pneumatik biasanya

adalah katup 3/2 way valve, dengan bagian depan terdapat alat atau komponen berupa

roll atau plunger, sedangkan bagian belakang terdapat pegas pembalik. Alat ini

biasanya menggunakan katup 3/2 normally close. Cara kerja dari sistem kontrol

mekanik adalah apabila plunger atau roll (mekanisme lainnya) tertekan oleh

penggerak mesin, maka katup 3/2 tersebut akan terbuka dan udara masukan siap

mengalir melalui katup 3/2 tersebut dan akan memberikan sinyal ke kontrol tekanan.

Jadi kontrol mekanik ini berfungsi untuk melanjutkan proses kerja mesin dan

memberikan sinyal selama tertekan saja. Apabila sudah dalam keadaan bebas maka

sinyal yang diberikan ke kontrol tekanan akan terputus. Alat ini sering digunakan

untuk membatasi langkah torak dari sebuah silinder. Di bawah ini digambarkan

macam-macam mekanik kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.1 Mekanik Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

II.2.2.2.2 Manual Kontrol

Tujuan rangkaian pneumatik menggunakan manual kontrol adalah untuk

mengawali proses atau langkah kerja dan juga berfungsi untuk mengambil alih

langkah kerja sehingga dapat bekerja secara manual, apabila suatu saat terjadi

kesalahan langkah kerja atau kerusakan alat pengontrol yang lain sehingga mesin

dapat dioperasikan walaupun tidak secara otomatis lagi. Pengontrolan dari manual

kontrol sederhana sekali karena dalam pengoperasiannya kita hanya menekan tombol,

menginjak pedal atau menekan tuas.

Prinsip kerja dari manual kontrol hampir sama dengan mekanik kontrol, prinsip

kerjanya adalah apabila mekanismenya ditekan (pedal, tombol, ataupun tuas) maka

udara dari masukan akan mengalir ke kontrol tekanan yang akan mengontrol gerakan

Mekanik Kontrol dengan Plunger

Mekanik Kontrol dengan Pegas

Mekanik Kontrol dengan Roll

Mekanik Kontrol dengan Tuas pengunci

Mekanik Kontrol dengan Tuas Kembali Bebas

silinder. Apabila mekanismenya dilepas maka dikembalikan ke posisi semula oleh

pegas pembalik sehingga sinyal yang dikirim ke kontrol tekanan akan terputus.

Berikut ini lambang-lambang dari manual kontrol yang sering digunakan.

Tabel 2.2.2 Manual Kontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Manual Kontrol Umum

Kontrol Manual dengan Tombol Tekan

Kontrol Manual dengan Tuas

Kontrol Manual dengan Pedal

II.2.2.2.3 Kontrol Elektrik

Kontrol elektrik bekerja berdasarkan elektromagnetik yang dihasilkan oleh

suatu kumparan yang dialiri arus listrik. Bekerjanya kontrol ini karena mendapat

sinyal dari limit switch elektrik yang telah dipasang pada mesin, sehingga gerakannya

akan terkontrol. Kontrol ini akan bekerja apabila solenoid mendapatkan arus listrik

sehingga kumparan akan menjadi magnet dan menarik plunger, sehingga udara akan

mengalir dan mendorong piston valve. Solenoid ini ada yang satu kumparan ada juga

yang dua kumparan. Untuk yang satu kumparan, pengembalian piston valve ke posisi

semula dengan menggunakan pegas. Berikut ini gambaran mengenai macam-macam

elektrik kontrol.

Tabel 2.2.3 Kontrol Elektrik (Festo;Katalog Technical Information;12)

Solenoid dengan Satu Kumparan Aktif

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif Berlawanan

Solenoid dengan Dua Kumparan Aktif Searah

Motor Listrik dengan Gerak Putaran Terus Menerus

Motor Listrik Bertingkat

II.2.2.2.4 Kontrol Tekanan

Sistem ini hampir sama dengan sistem control elektrik, hanya saja pemberi

sinyal adalah katup 3/2 yang sinyalnya berupa sinyal udara. Udara akan menekan

piston valve sehingga bergeser dan terbuka, menghubungkan lubang P dengan lubang

A / B sehingga mengalir ke bagian penggerak. Bagian yang mendapat sinyal biasanya

digambarkan dengan segitiga. Berikut digambarkan masing-masing tekanan

pengontrol.

Tabel 2.2.4 Tekanan Pengontrol (Festo;Katalog Technical Information;12)

Langsung dengan Memakai Tekanan

Langsung dengan Tekanan Bantu

Gerakan Tekanan Differensial

Tekanan Terpusat

Dengan Kontrol Pemandu

Dengan Tekanan Bantu Tak Langsung

II.2.2.2.5 Pengontrol Kecepatan

Pengontrolan kecepatan silinder pneumatik seringkali diterapkan dalam

berbagaai penerapan. Pengontrolan mungkin diperlukan hanya untuk satu arah gerak

saja. Namun kadang-kadang kecepatan gerak torak perlu dikontrol baik ketika

melakukan instroke maupun outstroke. Pengontrolan dilakukan dengan cara mengatur

laju kecepatan udara yang mengalir meninggalkan tabung. Alat yang digunakan untuk

mengatur hal ini adalah katup pengontrol aliran searah.

Gambar 2.2.8 Pengontrol Kecepatan (Norgren;Catalog2001;Valves)

Udara dapat mengalir kearah manapun bila melalui sebuah pengatur aliran. Bila

udara mengalir ke dalam alat tersebut melalui lubang B dan kelur melalui lubang A,

laju aliran dapat ditambah atau dikurangi dengan memutar baut pengaturannya. Bila

udara mengalir dari arah sebaliknya yaitu dari lubang A dan keluar melalui lubang B,

baut pengaturnya tidak dapat berfungsi dan udara dapat mengalir dengan bebas.

Gambar 2.2.9 Penampang Sebuah Pengaturan Aliran (Peter P,Dkk;1985;43)

Prinsip kerja dari pengaturan kecepatan (untuk lebih jelas lihat gambar 2.9)

adalah udara mengalir dari lubang A ke lubang B, tekanan udara mampu menekan

sebuah pegas yang menahan penyekat dalam katup searah. Akibatnya udara dapat

mengalir dengan bebas. Dalam gambar 2.9, berikutnya udara mengalir dari lubang B

ke lubang A, karena arah kerjanya pegas sama dengan arah tekanan udara, maka

katup searah menutup, akibatnya udara hanya dapat mengalir melalui sebuah jarum

pengatur yang laju alirannya tergantung pada posisi jarum tersebut.

II.2.3 Silinder

Tenaga dari udara yang bertekanan atau sering juga disebut tenaga pneumatik

diubah menjadi gerakan garis lurus atau translasi oleh silinder pneumatik. Besarnya

tenaga yang ditimbulkan tergantung dari besarnya tekanan, luas penampang silinder,

serta gesekan yang timbul antara dinding dalam silinder dengan kulit luar piston.

Alat-alat pneumatik yang digabungkan dengan kontrol elektrik bahkan elektronik

akan menjadikan jaringan tersebut kompleks dan solid. Tetapi mempunyai kelebihan

yaitu jaringan semakin membutuhkan sedikit ruangan, mempunyai ketelitian yang

tinggi dan menjadikan jaringan rangkaian tersebut semakin sempurna. Dalam

prakteknya silinder pneumatik yang sering digunakan ada dua macam, yaitu silinder

kerja tunggal dan silinder kerja ganda. Tetapi sebenarnya tidak hanya itu, masih ada

silinder dengan penggerak ganda khusus yang dipakai untuk hal-hal yang khusus.

II.2.3.1 Silinder Penggerak Tunggal

Pada silinder penggerak tunggal, udara bertekanan diberikan hanya pada satu

sisi saja. Silinder jenis ini dapat menghasilkan kerja dalam satu arah gerakan. Pegas di

dalam silinder terpasang tetap atau sebagai gaya luar yang menggerakan torak dalam

arah berlawanan. Gaya pegas yang terpasang tetap direncanakan untuk

mengembalikan torak ke posisi awal dengan kecepatan cukup tinggi. Pada silinder

tunggal yang dilengkapi pegas yang terpasang tetap, langkahnya dibatasi oleh panjang

dasar dari pegas. Oleh karena itu, silinder gerak tunggal dipasang dengan panjang

langkah kurang dari 100 mm. Silinder gerak tunggal mempunyai beberapa macam

jenis, antara lain: silinder torak, silinder diafragma, dan silinder roll diafragma.

Gambar 2.2.10 Silinder Penggerak tunggal (Norgren;Katalog2006;7)

II.2.3.2 Silinder Penggerak Ganda

Gaya dorong yang ditimbulkan oleh udara bertekanan, menggerakan torak pada

silinder penggerak ganda dalam dua arah. Gaya dorong yang besarnya tertentu

digunakan pada dua arah gerakan maju dan mundur. Silinder penggerak ganda

digunakan terutama apabila torak diperlukan untuk melakukan kerja bukan hanya

pada gerakan maju tetapi juga pada gerakan mundur. Pada prinsipnya panjang

langkah silinder tidak terbatas, walaupun demikian tekukan dan bengkokan dari

perpanjangan batang torak harus diperhitungkan pada silinder penggerak ganda.

Penahan kebocoran pada silinder penggerak ganda adalah dengan memakai seal,

Guide ring dan torak atau diafragma.

Gambar 2.2.11 Silinder Penggerak Ganda (Norgren;Katalog2006;10)

II.2.4 Peralatan Lain Dalam Pneumatik

II.2.4.1 Katup Aliran Searah

Katup non balik terdapat komponen yang mempunyai kelebihan dalam

menghambat udara dalam satu aliran. Adapun yang termasuk dalam katup aliran

searah ini adalah:

1. Katup satu arah

2. Katup bola

3. Katup pembuangan cepat

4. Katup dua tekanan

II.2.4.1.1 Katup Satu Arah

Katup ini dapat manghambat aliran udara secara menyeluruh pada satu aliran

dan mengalirkan pada arah yang sebaliknya. Hal ini dapat dilaksanakan dengan

media kerucut, bola atau diafragma dengan bantuan pegas.

Gambar 2.2.12 katup satu arah (Andrew Parr,Msc;2003;38)

II.2.4.1.2 Katup Bola

Katup ini sering juga disebut dengan katup “atau”. Katup ini memisahkan sinyal

yang diterima dari katup sinyal dalam posisi yang berbeda dan akan mencegah udara

yang dibalikan melalui sinyal katup kedua. Jadi katup bola ini dapat dioperasikan dari

dua arah pengoperasian.

Gambar 2.2.13 Katup Bola (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.1.3 Katup Buangan Cepat

Katup ini digunakan untuk menambah kecepatan torak pada silinder, terutama

pada saat langkah mundur. Kerena pada saat langkah mundur ini, biasanya tidak

dipergunakan untuk langkah kerja. Ini memungkinkan waktu yang diperlukan pada

saat langkah mundur dapat dipercepat terutama pada silinder gerak ganda. Katup ini

mempunyai sambungan tekanan P yang dapat diblokir, satu pembuangan R yang

dapat diblokir, dan satu keluaran A.

Gambar 2.2.14 Katup Pembuangan Cepat (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.2 Katup Dua Tekanan

Katup ini mempunyai dua saluran masuk, yaitu saluran X dan Y serta satu aliran

keluaran A. Katup ini harus dioperasikan dari dua tempat. Apabila mendapat satu

sinyal saja maka katup ini tidak akan mengalirkan udara, oleh karena itu katup ini

disebut katup “DAN”.

Gambar 2.2.15 Katup Dua Tekanan (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3 Katup Kontrol Tekanan

Katup penggontrol tekanan ini bekerja berdasarkan tekanan udara yang

digunakan untuk menggerakan silinder. Dan jenisnya antara lain:

II.2.4.3.1 Reducing Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan keluar maksimal pada sebuah

rangkaian yang digunakan untuk menggerakan silinder dan apabila katup ini diset

dengan tekanan tertentu maka tekanan maksimum dari udara yang menggerakan

silinder sesuai dengan yang disetting.

Gambar2.2.16 LambangReducingValve(Festo; Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.2 Pressuare Valve

Katup ini bekerja berdasarkan tekanan, tetapi sinyal yang diambil adalah sinyal

yang berasal dari saluran masuk. Alat ini berfungsi membatasi tekanan minimal yang

digunakan untuk menggerakan silinder. Apabila tekanan yang ada pada saluran yang

masuk belum terpenuhi atau belum sesuai dengan yang disetting maka udara tidak

akan bisa mengalir.

Gambar2.2.17 LambangPressuareValve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.3 Safety Valve

Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan kerja masuk maksimal dalam

jaringan. Jadi apabila tekanan yang masuk terlalu besar maka aliran udara putus dan

terbuang.

Gambar 2.2.18 Lambang Safety Valve (Festo;Katalog Technical Information;11)

II.2.4.3.4 Time Delay

Alat ini digunakan untuk memberi jangka waktu aliran udara, biasanya

digunakan pada saat memberikan sinyal untuk menggerakan katup pengarah. Cara

kerja dari alat ini adalah mengisi tangki reservoir terlebih dahulu. Setelah tangki

penuh maka udara baru mengalir ke alat kontrol yang lain. Adapun untuk mengatur

lamanya waktu adalah dengan cara memperbesar atau memperkecil saluran udara

yang masuk.

Gambar 2.2.19 Time Delay(Festo;Katalog Technical Information;23)

II.2.5 Simbol-simbol Pneumatik

Seperti halnya apabila membaca gambar dalam diagram hidrolik, elektrik,

elektronik maupun gabungan ketiganya. Didalam pneumatikpun tidak jauh berbeda,

apabila ingin mengetahui maksud daripada diagram pneumatik ini secara keseluruhan,

maka harus mengetahui terlebih dahulu maksud daripada simbol-simbol yang terdapat

dalam setiap diagram tersebut.

Simbol-simbol yang terdapat pada tebel ini berdasarkan ISO 1219 (August,

1978) DIN 24300 “Oil Hydraulics and Pneumatics, Names and Simbols”.

II.2.5.1 Kontrol Katup Pengarah

Tabel 2.2.5 Katup Pengarah (Festo;Katalog Technical Information;11)

Katup 2/2- way posisi normal menutup

Katup 2/2- way posisi normal membuka


Katup 3/2- way posisi normal membuka


Katup 4/2- way

Katup 4/3- way posisi tengah menutup

Katup 4/3- way posisi tengah mengembang

Katup 5/3- way posisi tengah menutup

Katup 5/2- way

II.2.5.2 Katup Non-Balik

Tabel 2.2.6 Katup Non-Balik(Festo;Katalog Technical Information;11)

Katup Pengecek Tanpa Pegas

Katup Pengecek Dengan Pegas

Katup Bola

Katup Buangan Cepat

Katup Dua Tekanan

II.3 DASAR-DASAR OTOMATISASI

II. 3.1 Pengertian Otomatisasi

Otomatisasi adalah suatu pengubahan input menjadi output yang lebih baik.

Proses pengubahan input menjadi output ini menggunakan teknik kontrol, sehingga

untuk mendapatkan suatu sistem yang otomatis maka digunakan kontrol yang

otomatis juga.

Definisi Kontrol menurut Deutsches Institut fur Normung (DIN) 19226 :

“Kontrol berarti proses dalam suatu sistem yang di dalamnya terdapat beberapa input

variabel mempengaruhi variabel output yang lain sebagai akibat hukum-hukum yang

mengenai sistem. Pengontrolan dikarakteristikkan dengan squence rangkaian terbuka

dari gerakan-gerakan melalui elemen pemindah tunggal atau rangkaian kontrol”

(Sugihartono,1992 : 4).

Definisi Kontrol Otomatis menurut DIN 19226 :

“Kontrol otomatis adalah proses dimana suatu variabel yang akan dikontrol, adalah

diukur secara terus-menerus dan dibandingkan dengan variabel yang lain, yaitu

variabel perintah dan proses yang dipengaruhi menurut hasil perbandingan tersebut

dengan memodifikasi untuk menyesuaikan variabel perintah. Squence gerakan yang

dihasilkan dari hal tersebut terjadi dalam suatu rangkaian tertutup, rangkaian kontrol.

Tujuan control rangkaian untuk menyesuaikan harga variabel yang dikontrol terhadap

harga yang ditentukan oleh variabel perintah sekalipun ekualisasi tidak dicapai,

berlaku dalam keadaan ini (Sugihartono, 1992 : 4).

Sequence dapat diartikan suatu peralatan dan rangkaian pengendalian untuk

mencapai tujuan tertentu dan mempertahankan keadaan. Maka rangkaian sequence

dapat diartikan pula seperangkat peralatan yang bekerja secara berkesinambungan dan

satu sama lain saling berhubungan membentuk suatu sistem yang solid. (LLK-

BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;1)

Oleh karena itu diperlukan suatu sarana yang dapat digunakan sebagai

informasi tentang urutan dan susunan rangkaian tersebut sehingga orang lain dapat

memahami prinsip kerjanya dan mudah dalam pengamatan suatu rangkaian. Maka

kita gunakan gambar kerja atau gambar rangkaian yang di dalamnya terdapat

informasi tentang hubungan peralatan sequence pada suatu rangkaian, sehingga akan

memudahkan kita dalam mencari kerusakan apabila dalam suatu rangkaian tersebut

tidak bekerja sebagaimana mestinya.

Dalam penggambaran diagram sequence perlu diperhatikan hal-hal di bawah ini:

1. Dibuat menjadi mengembang menyamping sehingga menjadi bentuk yang mudah

dilihat walaupun sangat rumit sekali.

2. Hubungan dibuat secara structural, artinya alat-alat pengendali dinyatakan dengan

huruf dan kode yang menerangkan hubungan antara satu dengan yang lain.

3. Penggambaran instalasi pengendali dinyatakan dengan penggembaran secara garis

vertikal supaya dapat dimengerti dengan mudah.

4. Penyajian gambar instalasi harus ringkas, sehingga memudahkan dalam

pemeriksaannya.

II.3.2 Komponen-Komponen Dasar Sequence

Dengan majunya zaman disertai kemajuan tekhnologi, khususnya dalam bidang

elektronik maka sistem pengendalipun tak luput dari kemajuan bidang tersebut,

sehingga hampir semua peralatan dalam industri telah terkontrol secara elektris.

Pada dasarnya rangkaian tersusun atas beberapa unsur sehingga rangkaian

tersebut dapat berjalan sebagaimana fungsinya, yaitu:

1. Bagian Pengendali

Dalam bagian ini digolongkan sebagai tempat awal energi listrik yang masuk,

selanjutnya akan dialirkan ke bagian-bagian yang lain menurut urutan yang akan

digerakan langsung atau menunggu komando dari komponen lainnya ataupun dari

operator secara manual seperti sumber dari push bottom, stop kontak, saklar dan

sebagainya. Secara umum alat pengendali dapat dibagi menurut fungsi dan cara

kerjanya, yaitu:

a. Peralatan masukan (input), merupakan peralatan yang berfungsi sebagai input atau

sinyal kontrol terhadap peralatan lain yang memerlukan masukan tenaga listrik

dengan secara berkala atau pada saat-saat tertentu. Sebagai contoh: tombol atau

saklar, selector switch, limit switch dan lain-lain.

b. Peralatan proses, merupakan peralatan yang berfungsi untuk memproses sistem yang

dibuat sehingga menghasilkan keluaran atau output sesuai dengan yang diharapkan.

Sebagai contoh: relay, timer dan lain-lain.

c. Peralatan keluaran (output), merupakan peralatan yang langsung digerakan atau

dioperasikan oleh peralatan proses. Sebagai contoh: relay beban, contractor, lampu,

solenoid dan lain-lain.

Dalam pengendalian berlaku kontak-kontak singgung sebagai berikut:

a. Titik-titik sambung A “Normally Open (NO)” adalah titik sambungan dengan posisi

awal membuka sehingga tidak ada hubungan antara titik kontaknya sebelum

mendapat pengaruh dari luar atau dari sistem lain. Titik sambung ini akan menutup

setelah ada pengaruh dari luar yaitu dengan cara mengaktifkannya.

b. Titik sambung B “Normally Close (NC)” adalah kebalikan dari titik sambungan

normally open (NO). apabila dalam keadaan normal menutup (artinya arus dapat

mengalir), tetapi apabila mendapat pengaruh dari luar maka titik kontaknya akan

membuka sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Gambar 2.3.1 Titik Kontak(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

2. Bagian Penghubung

Didalam suatu instalasi pengendalian pada bagian yang dikendalikan masing-

masing memiliki bagian penghubung penggerak agar dapat berhubungan dengan

yang lain. Dan dalam gerak suatu alat disesuaikan dengan komando dari lingkungan

instalasi pengendali melewati bagian penghubung. Karena bagian seluruh konstruksi

masing-masing merupakan penghubung yang bergerak, maka gerakan strukturnya

disesuaikan dengan kondisi dan keperluan yang dibutuhkan. Penghubung yang sering

digunakan dan merupakan penghubung tetap adalah sebuah kabel.

3. Bagian yang Dikendalikan

Bagian ini merupakan bagian yang dikendalikan gerakannya, pengendalian

tersebut dilakukan oleh bagian pengendali dengan melewati bagian penghubung.

Bagian ini dikendalikan dengan menggunakan alat perantara seperti solenoid,

contractor dan lain-lain. Sebagai contoh bagian ini yaitu: motor, silinder dan lain-lain.

4. Bagian Penjagaan dan Pertahanan

Dalam bagian ini disesuaikan dengan fungsinya yaitu sebagai penjagaan yang

dapat mempertahankan setiap bagian masing-masing pengendalian dalam melakukan

hubungannya, pada saat menerima sinyal sehingga dapat bertahan. Dengan demikian

pula bagian penjagaan ini akan saling memberikan sinyal sebagai energi gerak dan

gaya yang saling berhubungan dengan kontak-kontaknya. Sebagai contoh: fuse,

thermis dan lain-lain.

II.3.2.1 Alat Perintah

Alat perintah ini meliputi peralatan yang dioperasikan secara manual atau

dengan menggunakan tenaga manusia.

II.3.2.1.1 Sakelar (Switch)

Adalah suatu alat yang berfungsi memutus dan menghubungkan arus listrik

dalam suatu rangkaian yang umumnya dioperasikan secara manual, yang mempunyai

titik kontak dapat diatur untuk posisi membuka dan menutup secara konstan.

Sedangkan jumlah titik sambungnya tergantung dari kebutuhan, ada yang tunggal dan

adapula yang ganda. Selain itu adapun sakelar yang memberikan alternatif kepada kita

untuk suatu pengoperasian disebut “selector switch” atau sakelar pilihan yang

memungkinkan kita memilih apabila suatu rangkaian manual atau otomatis dan juga

menggerakan suatu mesin yang harus bekerja secara tunggal, sehingga hanya salah

satu mesin yang boleh bekerja.

Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar di bawah ini:

Gambar2.3.2 Titik kontak Switch. (LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;9)

II.3.2.1.2 Sakelar Tombol (Push Bottom Switch)

Sakelar tombol adalah suatu alat yang paling sederhana dalam peralatan

pengendali, yang pengoperasiannya secara manual atau dengan menggunakan tenaga

manusia. Fungsi utama dari alat ini adalah menghubungkan dan memutuskan suatu

sistem dengan cara menekan tombolnya. Sakelar tombol akan aktif pada saat tombol

ditekan dan akan kembali keposisi semula atau normal apabila tekanan pada tombol

dilepaskan.

Alat ini mempunyai dua titik sambungan yang dapat digunakan dimana

sambungan terbuka atau normally open (NO) dan titik sambungan yang lain tertutup

atau normally close (NC). Titik sambungan normally close artinya dalam keadaan

normal atau belum aktif titik sambungan ini menutup (dapat mengalirkan arus), dan

pada saat push bottom ditekan maka titik tersebut terbuka. Sebaliknya utuk titik

sambungan normally open pada saat push bottom belum ditekan titik sambungan akan

terbuka, sedangkan pada saat aktif akan tertutup. Push bottom umumnya digunakan

sebagai awal suatu rangkaian bekerja, juga untuk mengakhiri proses kerja dari suatu

alat.

Gambar 2.3.3 Titik Kontak Push Bottom Switch.

(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol Listrik;2002;8)

II.3.2.2 Alat Pengecek / Pendeteksi

Alat yang termasuk kelompok ini sebagian besar adalah sebagai sensor, baik

sensor cahaya, frekuensi maupun dengan sentuhan langsung. Dari banyaknya alat

sensor yang ada, disini hanya akan dibahas lebih lanjut mengenai limit switch, dan

photo switch. Dikarenkan kedua alat sensor tersebut berkenaan langsung dengan

perancangan sistem pada alat yang penulis rencanakan.

II.3.2.2.1 Limit Switch

Limit switch adalah alat penghubung dan pemutus arus yang bekerja

berdasarkan sentuhan langsung yang digerakan oleh peralatan mekanik sehingga

merubah posisi titik sambungnya.

Alat ini banyak sekali jenisnya namun fungsi dan prinsip kerjanya sama.

Adapun yang membedakan adalah aktuatornya atau luas sensor penghubung mikro

switch. Limit switch terdiri dari tiga komponen utama, yaitu:

1. Rumah limit switch, tempat dudukan kontak dan mikro switch.

2. Mikro switch, alat penghubung dan pemutus arus.

3. Actuator, merupakan sensor yang mengaktifkan mikro switch.

Seperti halnya pada push buttom switch, limit switch pun terdapat dua titik

sambungan yaitu NO dan NC yang bekerjanya saling bertolak belakang. Dalam

penggambarannya limit switch dilukiskan seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.4 Titik Kontak Limit Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;16D)

II.3.2.2.2 Photo Switch

Photo switch adalah pemutus dan penghubung arus yang bekerja berdasarkan

sinyal sinar yang dipancarkan dengan frekuensi tertentu pada alat penerima sinar. Alat

ini akan aktif apabila pancaran sinar tersebut terhalangi atau tidak dapat diterima oleh

sensor penerima sinar.

Photo switch terdiri dari dua komponen utama, yaitu:

1. Transceiver

Sebagaimana namanya alat ini berfungsi untuk memancarkan sinar pada

frekuensi tertentu. Adapun pembangkitnya dapat berupa lensa atau LED khusus,

namun ada pula yang menggunakan lampu pijar.

2. Receiver

Alat ini berfungsi untuk menerima pancaran sinar dari transceiver. Setelah

gelombang diterima, gelombang tersebut dibangkitkan lagi sesuai dengan frekuensi

yang dipancarkan oleh transceiver. Besarnya gelombang yang dipancarkan dan yang

diterima harus sama, dengan demikian apabila pancaran gelombang terhalang atau

tidak dapat diterima oleh receiver mengakibatkan terjadinya perbedaan gelombang

antara keduanya. Sehingga receiver memberikan sinyal kepada amplifier yang

menghasilkan output berupa kode yang merubah posisi kontak sambungannya.

Menurut letaknya photo switch terbagi atas:

Jenis terpisah

Jenis bersatu

Perbedaan dari kedua jenis di atas adalah letak antara transceiver dan receiver.

Untuk jenis terpisah, transceiver diposisikan terpisah dengna receiver.

Gambar 2.3.5 Wiring Diagram Photo Switch Terpisah.(Omron;Katalog Vol.4;80)

Gambar 2.3.6 Wiring Diagram Photo switch Bersatu. .(Omron;Katalog Vol.4;80)

Gabar 2.3.7 Photo Switch.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;5)

II.3.2.3 Alat Logika

Peralatan ini berfungsi sebagai penyimpan informasi atau mempertahankan

keadaan sesuai dengan sinyal yang diterimanya. Sehingga akan didapat suatu output

on atau off sesuai dengan yang diharapkan.

II.3.2.3.1 Relay Auxiliary

Relay yaitu suatu alat yang bekerja berdasarkan kemagnetan akibat adanya arus

pada inti besi (coil) sehingga akan memutuskan titik kontaknya. Pada relay terdapat

dua macam titik sambungan yaitu normally close (NC) dan normally open (NO).

Normally close adalah titik sambungan pada saat belum ada kemagnetan atau relay

dalam keadaan normal posisinya menutup dan pada saat relay aktif titik sambungan

tersebut akan membuka. Titik sambungan ini biasanya digunakan sebagai pemutus

arus. Sedangkan normally open adalah kebalikannya.

Gambar 2.3.8 Wiring Diagram Relay Auxiliary. .(Omron;Katalog Vol.4;385)

Keterangan:

1. Sumber Listrik 6. Titik NC

2. Sakelar Pemberi Sinyal 7. Titik Hubung Gerak

3. Inti Besi (core) 8. Plat Pembawa

4. Kumparan (coil) 9. Pegas Pembalik

5. Titik NO 10. Titik Engsel

Prinsip kerja relay:

Pada saat sakelar (2) dalam posisi on, maka akan timbul kemagnetan pada inti

besi (core) karena arus mengalir pada lilitan (coil) disekelilingnya. Sehingga Plat

pembawa akan tertarik oleh gaya magnet, akibatnya akan merubah titik sambungan

yaitu kontak B akan behubungan dengan kontak C sebagai titik sambungan terbuka,

sehingga hubungan arus antara A dan B terputus dan arus dari B akan mengalir ke C.

kemudian pada saat switch di off kan, kemagnetan pada inti besi hilang Karena

hilangnya tegangan pada lilitan sehingga gaya magnet yang menarik Plat pembawa

terputus. Dengan cepat kontak A dan B akan terhubung kembali akibat adanya gaya

tarik pegas.

Gambar 2.3.9 Relay Auxiliary.(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;10)

II.3.2.3.2 Magnet Contactor

Pada dasarnya prinsip kerja daripada magnet contactor adalah sama dengan

relay auxiliary. Hanya saja magnet contactor umumnya digunakan untuk memutus

dan menghubungkan arus tegangan yang besar. Oleh karenanya banyak digunakan

sebagai relay daya untuk motor-motor induksi.

Magnet contactor memiliki titik kontak utama yang disebut relay daya dan

beberapa buah kontak bantu atau auxiliary. Relay daya hanya terdiri dari titik

sambungan normally open (NO), sedangkan kontak bantu terdiri dari dua titik

sambungan yaitu normally open (NO) dan normally close (NC) yang bekerja saling

bertolak belakang.

Contactor ini banyak digunakan karena berbagai pertimbangan seperti:

1. Pemasangan sangat sederhana,

2. Dapat digunakan sebagai control beban yang besar,

3. Dapat bekerja dengan arus yang baik.

Gambar 2.3.10 Wiring Diagram Magnet Contactor.


Keterangan:

1. Tuas Penekan manual 5. Inti Gerak

2. Kontak Tetap 6. Inti Tetap

3. Kontak Gerak 7. Coil

4. Spring Pembalik

Perhitungan kapasitas maint NFB didasarkan pada rumus :

= 2,5 x In…….(21)

(LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24)

Dimana In adalah arus nominal yang mengalir pada rangkaian

Perhitungan setting thermisnya adalah :

= 1,1 x In……..(22)

(LLK-BS Modul Dasar control listrik;2002;24)

Dalam penggambarannya tidak terlalu rumit yaitu coil digambarkan dengan

lingkaran beridentitas, sedangkan titik kontak auxiliarlynya diberi identitas dari coil

yang mengubahnya. Untuk lebih jelas dapat dilihat gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.11 Simbol Penggambaran Magnetic Contractor.


II.3.2.3.3 Time Relay

Time relay adalah peralatan logika yang bekerja secara elektronik, yang

menghubungkan dan memutuskan arus secara otomatis sesuai dengan masukan yang

diterimanya. Kemudian mengolah masukan tersebut dan menghasilkan keluaran

berupa perubahan titik sambungan.

Time relay terdiri dari dua komponen, yaitu:

1. Relay, berfungsi sebagai titik sambungan yang dioperasikan,

2. Timer, berfungsi sebagai pengatur jarak waktu bekerjanya relay dengan mengatur

tegangan yang masuk dalam lilitan relay. Dengan demikian titik sambungan bekerja

sesuai waktu yang telah disetting.

Umumnya time relay digunakan sebagai pengontrol rangkaian tegangan rendah

untuk melaksanakan buka dan tutup titik sambungan.

Pada time relay terdapat tiga terminal utama, yaitu:

1. Terminal kontak NO yang dibatasi waktunya,

2. Terminal kontak NC yang dibatasi waktunya,

3. Terminal kontak yang tidak dipengaruhi waktu.

Untuk menentukan titik sambungnya dapat dilihat pada wiring diagram yang

dicantumkan pada rumah timer atau buku petunjuk penggunaanya. Sedangkan untuk

penggambarannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.12 Simbol Penggambaran Timer.


Gambar 2.3.13 Timer(Anly;Katalog Ver.9.0;2002;8)

II.3.2.4 Alat Pengaman

Peralatan ini sangat penting peranannya untuk rangkaian sendiri maupun bagi

yang mengoperasikannya. Adapun tujuan dipasang alat pengaman adalah:

1. Mengalirkan arus normal dan digunakan untuk menutup rangkaian apabila

diperlukan,

2. Digunakan untuk membuka rangkaian atau untuk menghentikan suatu aliran listrik

yang tidak normal atau hubungan singkat,

3. Untuk memberikan perlindungan terhadap hubungan singkat rangkaian sehingga

peralatan tidak mudah rusak,

4. Untuk mengatasi lonjakan tegangan yang terjadi secara tiba-tiba akibat hubungan

singkat.

Peralatan pengaman ini banyak sekali macamnya, namun di sini akan dibahas

jenis yang sering digunakan dalam rangkaian.

II.3.2.4.1 Fuse

Fuse (pengaman lebur) terbuat dari kawat perak, timah, tembaga dengan

bermacam-macam bentuk yang tertutup oleh isolasi seperti keramik, plastik dan

sebagainya. Fuse ini biasanya digunakan untuk elektronik atau komponen-komponen

yang mempunyai tegangan rendah. Tipe dan jenis dari fuse banyak sekali macamnya,

dilihat dari bentuknya fuse terdiri dari:

5. Fuse tipe ulir,

6. Fuse tipe pisau,

7. Fuse tipe tabung.

II.3.2.4.2 Thermal Over Load

Pengaman jenis ini memberikan pengamanan secara thermis, yaitu dengan

menggunakan bimetal (dua logam yang mempunyai muai jenis berbeda) sebagai

pemutus arusnya. Peralatan in biasanya digunakan untuk membatasi jumlah arus

nominal pada motor induksi baik untuk satu pasha ataupun lebih.

Dilihat dari konstruksinya alat ini bekerja berdasarkan panas yang diterima oleh

bimetal, dimana bila panas yang diterima bimetal besar maka akan membengkok dan

dimanfaatkan untuk memutuskan arus atau titik kontaknya. Untuk lebih jelasnya

dapat dilihat gambar di bawah ini:

Gambar 2.3.14 Prinsip Kerja Thermal Over Load. (Andrew Parr,Msc;2003;28)

II.3.3 Simbol-simbol Squence

Tabel 2.3 Simbol-simbol Squence.(LLK-BS;Modul Dasar Kontrol listrik;2002;10)

No Nama Simbol Kontak Fungsi

1 Miniatur Circuit Breaker MCB

Pengaman aliran arus listrik.

2 No Fuse Breaker NFB

Pengaman aliran arus listrik.

3 Fuse Open Type FSPengaman Rangkaian.

4 Thermal Over Load Th

Pengaman Rangkaian.

5 Time Relay TR

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis sesuai dengan setting waktu.

6 Magnet Contactor MCMenghubungkan dan memutuskan arus.

7Auxiliary Relay

RA

Menghubungkan dan memutuskan arus.

8Photo Switch

PH

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis berdasarkan sinyal sinar.

9Proximity Switch TL

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis bedasarkan sensor logam.

10Limit Switch LS

Penghubung dan pemutus arus secara otomatis berdasarkan kontak langsung.

11Motor M

Merubah energi listrik menjadi energi mekanik.

12Pilot Lamp PL

Merubah energi listrik menjadi energi cahaya.

13Buzer BZ

Merubah energi listrik menjadi energi bunyi.

14Solenoid Valve SV

Penghubung dan pemutus aliran udara melalui sinyal listrik.

BAB III

PERENCANAAN SISTEM PNEUMATIK

III.1 Prinsip Kerja M/c Otomatisasi Pengisian Air Dalam Kemasan.

Prinsip kerja dari mesin ini pada dasarnya adalah kombinasi dari sistem

pneumatik dan sisitem kontrol listrik. Karena dengan sistem kombinasi tersebut akan

menghasilkan efisiensi kerja yang tinggi dengan hasil sesuai yang diharapkan. Kedua

sistem tersebut mempunyai fungsi yang saling mendukung dan berhubungan, yaitu

kontrol listrik akan memberikan sinyal ke kontrol pneumatik untuk bergerak dan

kontrol pneumatik akan memberikan sinyal ke sensor kontrol listrik sehingga

memutuskan atau menghubungkan rangkaian listrik.

Secara singkatnya prinsip kerja dari alat otomatisasi pengisian air dalam

kemasan ini adalah menggunakan 2 (dua) sistem kerja yaitu secara manual dan

otomatis.

III.1.1 Prinsip Kerja Secara Manual

Pada saat panel utama (NFB) dionkan maka arus akan mengalir ke kontak MC1

dan MC2. Dan ketika panel rangkaian (NFB) dionkan maka arus juga masuk ke dalam

rangkaian ditandai dengan pilot lamp kuning (PLk) nyala. Setelah posisi selector

switch dipilih ke “manual” maka rangkaian manual yang bekerja dan apabila dipilih

ke “auto” maka rangkaian otomatis yang bekerja.

Ketika selector switch pada posisi “manual” (M) di tandai dengan pilot lamp

biru (PLb) nyala, maka:

1. PB2 ditekan motor konveyor berputar dan konveyor berjalan ditandai dengan pilot

lamp merah (PLm) nyala, PB1 ditekan motor konveyor berhenti ditandai dengan pilot

lamp hijau (PLh) nyala.

2. PB4 ditekan silinder clamp maju, PB3 ditekan silinder clamp mundur.

3. PB6 ditekan silinder chuck maju, PB5 ditekan silinder chuck mundur.

III.1.2 Sistem Kerja Otomatis

Setelah semua panel (NFB) dionkan dan selector switch dipilih pada posisi

“auto” (A) maka rangkaian otomatis bekerja, ditandai dengan pilot lamp biru (PLb)

mati. Untuk lebih jelasnya, prinsip kerja secara otomatis akan digambarkan dalam

Flow Chart diagram kerja di bawah ini:

Time (s)10" 20" 30" 40" 50" 60" 70"

PB off

PB onLS2.0

Motor KonveyorPH1 LS1.0

Brake Motor

SvXa (Silinder Chuck Forward)

LS1.1

SvXb (Silinder Chuck Revert)

SvYa (Silinder Clamp Forward)

SvYb (Silinder Clamp

http://affanrangga.blogspot.com/2011/05/perancangan-sistem-pneumatik-pada.html

Revert)

SvQ (Pompa Inflation) LS2.1 TR

PLm (Pilot Lamp Merah)

PLh (Pilot Lamp Hijau)

Gambar 3.1 Flow chart Digram Kerja

Cara membacanya adalah:

1. Setelah Auto Start bekerja atau PBon ditekan, maka motor konveyor berputar dan

lampu pilot lamp merah (PLm) hidup. Ketika PBoff ditekan, maka rangkaian

otomatis berhenti ditandai dengan pilot lamp hijau (PLh) nyala.

2. Beberapa saat setelah motor konveor bekerja dan memutarkan konveyor yang

membawa botol-botol, ketika botol-botol tersebut memotong sinyal PH1 maka motor

konveyor berhenti, brake motor hidup (pengeriman On), diikuti silinder clamp maju

mencekam botol.

3. Setelah silinder clamp maju dan menyentuh LS 1.1 maka silinder chuck turun.

4. Setelah silinder chuck turun dan menyentuh LS 2.1 maka pengisian bekerja (SVQ on)

pompa pengisian nyala.

5. Setelah settingan timer terpenuhi waktunya, maka pompa pengisian mati, silinder

clamp dan silinder chuck mundur bersamaan.

6. Setelah silinder chuck naik menyentuh LS 2.0 dan silinder clamp mundur menyentuh

LS 1.0 maka brake motor mati (pengeriman Off) dan motor konveyor berputar

kembali.

7. Setelah botol dibawa konveyor memotong sinyal PH 2 maka reset sistem terpenuhi.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram kelistrikan dan rangkaian

konstruksinya (pada halaman lampiran).

Fungsi Solenoid Valve

Documents

Transcript of Fungsi Solenoid Valve